高硅锰合金是一种半成品,是电硅热法生产金属锰的原料。高硅锰硅合金冶炼是在矿热炉内进行的,和商品锰硅合金相比,它含硅高,杂质铁、碳、磷等含量低,电极为不需要电极壳的石墨电极或碳素电极,以减少对产品的增铁。在温度控制和对原料要求方面都比普通锰硅合金要高。下表是冶炼高硅锰硅合金所需要的原料技术条件。
高硅锰硅合金的原料条件 | ||||
原 料 | w(Mn)/% | w(Fe)/% | w(P)/% | 粒度及其他 |
富锰渣1 | ≥46 | ≤0.6 | ≤0.03 | 粒度30~40mm,无杂质 |
富锰渣2 | ≥45 | ≤0.8 | ≤0.03 | |
富锰渣3 | ≥44 | ≤1.1 | ≤0.03 | |
硅 石 | SiO2≥99% | 粒度15~30mm,水洗 | ||
焦 炭 | 固定碳大于80% | 粒度8~15mm,筛除粉末 | ||
木 炭 | 固定碳大于65% | 粒度50mm左右,去除粉末 | ||
石 炭 | CaO≥90% | 粒度不大于50mm,无粉末 |
高硅锰硅合金冶炼原理与锰硅合金相同。从锰硅合金生成的热力学条件可知,硅含量愈高,所需的还原反应温度愈高,因此生产高硅锰硅合金应保持比生产普通锰硅合金较高的炉温。在所需温度具备的条件下,为了促进硅与锰的还原,还应有较大的反应区域及化学、物理性能良好的炉渣,这些可以看成是高硅锰硅合金冶炼所需的动力学条件。由此可见,合乎标准的原料、较高的炉缸温度、化学和物理性能良好的炉渣、较大的反应区域,是保证高硅锰硅合金冶炼炉况顺行的必要条件。
操作要点如下:
(1)配料比调整及炉况处理在原料、设备条件都适宜的情况下,掌握好配料比是保持炉况正常的关键,否则炉况难以顺行,产品质量也没有保证。在生产中由于原料成分、水分含量和粒度的变化,调整配料比的关键是掌握好焦炭用量,原料粒度的合理组合及精料入炉也非常重要。原料的粒度及物化性能必须符合表4-65的规定
(2)炉渣成分的控制,高硅合金能否炼出,技术经济指标是否良好,主要取决于炉渣是否能顺利排出。炉渣碱度应控制在n(CaO+MgO)/nSiO2=0.6~0.8.实际操作中炉渣成分波动如下:
SiO240%~50%,CaO20%~25%,Al2O324%~28%,MgO±5%
(3)加料、出炉操作,电炉参数选择基本上与普通锰硅合金相同,冶炼操作方式也基本上与普通锰硅合金相同,1800kVA电炉一般每隔6~8h出炉一次。出炉时为了防止增铁,最好不用铁杆烧出铁口,正常情况下,出铁口比较容易用铁杆捅穿,但要防止铁杆熔化增铁。出炉后,合金在衬铁包内镇静15min左右,然后浇铸。
(4)高硅锰硅合金生产的技术经济指标
锰的回收率:85%~90%
单位电耗:5500~6500kWh/t
原料消耗:
富锰渣:1600~1700kg/t
焦炭、木炭:950~1000kg/t
硅 石:650~700kg/t